Si 是最重要的电子材料,对其压力诱导相变 (PT) 已得到广泛研究,而应变诱导的 PT 从未进行过原位研究。本文,我们原位揭示了各种重要的塑性应变诱导 PT 现象。理论上预测了应变诱导 PT 中粒径与屈服强度和压力之间的正霍尔-Petch 效应和逆霍尔-Petch 效应之间的相关性,并通过实验证实了 Si-I → Si-II PT 的相关性。对于 100 nm 粒子,应变诱导的 PT Si-I → Si-II 在压缩和剪切下均在 0.3 GPa 开始,而在静水条件下则在 16.2 GPa 开始。Si-I → Si-III PT 始于 0.6 GPa,但不会在静水压力下发生。微米和 100 nm 粒子的小 Si-II 和 Si-III 区域内的压力比 Si-I 高 ∼ 5 – 7 GPa。对于 100 nm Si,观察到 Si-I → I + II → I + II + III PT 序列,并且在扭转下发现 Si-I、II、III 和 XI 四相共存。在环境压力下保留 Si-II 和单相 Si-III 并获得反向 Si-II → Si-I PT 证明了操纵不同合成路径的可能性。所获得的结果证实了精心设计的基于位错堆积的机制,并且在开发纳米结构材料的经济缺陷诱导合成、表面处理(抛光、车削等)和摩擦方面具有广泛的应用。
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Francis M. Rowney,1、2、13、* Georgina L. Brennan,3、4、13、14、* Carsten A. Skjøth,5 Gareth W. Griffith,6 Rachel N. McInnes,7 Yolanda Clewlow,7 Beverley Adams-Groom,5 Adam Barber,7 Natasha de Vere,6、8 Theo Economou,7、9 Matthew Hegarty,6 Helen M. Hanlon,7 Laura Jones,8 Alexander Kurganskiy,5、10 Geoffrey M. Petch,5 Caitlin Potter,6 Abdullah M. Rafiq,3 Amena Warner,11 PollerGEN 联盟、Benedict Wheeler,1、* Nicholas J. Osborne,1、12、* 和 Simon Creer 3,* 1 埃克塞特大学欧洲环境与人类健康中心,英国特鲁罗 TR1 3HD,皇家康沃尔医院 Knowledge Spa 2 普利茅斯大学地理、地球与环境科学学院,英国普利茅斯 PL4 8AA,德雷克马戏团 3 班戈大学自然科学学院,英国班戈 LL57 2UW,Deiniol 路 4 隆德大学生物系环境与气候科学/水生生态中心,瑞典隆德 223 62 5 伍斯特大学科学与环境学院,英国伍斯特 WR2 6AJ 6 阿伯里斯特威斯大学 IBERS,英国阿伯里斯特威斯 SY23 3FL 7 气象局,英国埃克塞特 EX1 3PB,Fitzroy 路 8 威尔士国家植物园,英国 Llanarthne SA32 8HN 9数学,埃克塞特大学,North Park Road,埃克塞特 EX4 4QF,英国 10 地理系,埃克塞特大学,Penryn 校区,Treliever Road,Penryn TR10 9FE,英国 11 英国过敏协会,Edgington Way,Sidcup DA14 5BH,英国 12 昆士兰大学公共卫生学院,Herston Road,布里斯班,昆士兰州 4006,澳大利亚 13 这些作者贡献相同 14 主要联系人 *通信地址:f.rowney@exeter.ac.uk (F.M.R.),g.l.b.doonan@gmail.com (G.L.B.),b.w.wheeler@exeter.ac.uk (B.W.),n.osborne@uq.edu。au(新泽西州), s.creer@bangor.ac.uk (南卡罗来纳州) https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.02.019